基于DFO*马来酰亚胺位点选择性修饰的人血清白蛋白89Zr标记技术开发代谢稳定性优异的肿瘤PET示踪剂

为解决临床缺乏评估白蛋白结合药物靶向效率的影像学工具问题，维也纳医科大学团队开发了新型89Zr标记人血清白蛋白(HSA)探针。通过DFO马来酰亚胺定点偶联技术构建[89Zr]Zr-DFOmalHSA，在结直肠癌小鼠模型中实现72小时长效PET成像，证实其代谢稳定性与肿瘤靶向性，为白蛋白药物患者分层提供新型伴随诊断工具。

　　

在肿瘤治疗领域，人血清白蛋白(HSA)因其独特的生物学特性成为理想的药物载体。作为人体最丰富的血浆蛋白，HSA不仅具有长达19天的循环半衰期，还能通过增强渗透滞留效应(EPR)在肿瘤组织选择性蓄积。这种特性已被成功应用于Abraxane等白蛋白结合型抗癌药物的开发。然而，临床面临一个关键瓶颈：缺乏有效手段预测哪些患者能从白蛋白靶向治疗中获益。现有影像技术受限于示踪剂稳定性不足或成像时间窗口短，无法准确评估肿瘤组织的白蛋白代谢动力学。

维也纳医科大学的研究团队在《Journal of Medicinal Chemistry》发表创新成果，开发出新型PET示踪剂[89Zr]Zr-DFOmalHSA。该研究通过三大技术突破：采用八齿配体DFO提升89Zr标记稳定性；利用马来酰亚胺实现Cys³⁴位点特异性修饰；优化HSA原料筛选流程。在CT26结直肠癌小鼠模型中，该探针展现出长达72小时的代谢稳定性，肿瘤摄取达10.6±3.0%ID/g，显著优于既往报道的24小时成像窗口。

关键技术方法包括：1)通过DTNB法和质谱筛选高还原型HSA原料；2)DFO*mal定点偶联与89Zr标记工艺优化；3)采用spin-filter分析结合iTLC评估体外稳定性；4)小动物PET/CT纵向成像；5)γ计数与免疫组化定量生物分布。研究使用Balb/c小鼠皮下/腹腔CT26模型（n=31）和SW480细胞系进行验证。

研究结果方面：

1. 商业HSA特性分析：筛选出游离巯基含量41.4%的医药级HSA1，SEC显示单体纯度>96%，为最佳修饰底物。
2. 探针构建与表征：MS证实每分子HSA仅偶联1个DFO*（+912 Da），比活度最高达163.5 MBq/mg，血清中7天稳定性>85%。
3. 体内成像：PET显示72小时肿瘤/背景比持续提升，关节摄取<2%ID/cc证实89Zr无游离释放。
4. 生物分布机制：免疫组化揭示HSA在肝细胞岛状降解的特征模式，与放射性代谢数据吻合。
5. 腹膜转移模型验证：首创腹腔CT26模型成像，肿瘤结节摄取7.1±0.6%ID/g，拓展EPR效应适用范围。

该研究首次实现白蛋白代谢的72小时动态监测，解决了传统示踪剂(^99mTc-HSA半衰期仅6小时)的时间分辨率局限。其临床转化价值体现在三方面：1)DFO*的八齿配位结构使89Zr标记稳定性显著优于传统DFO；2)Cys³⁴定点修饰保持FcRn结合能力，模拟天然HSA代谢途径；3)为KP2156等白蛋白-铂类药物提供精准的患者分层工具。研究团队正进一步探索该技术在卵巢癌腹膜转移等复杂模型中的应用潜力。